贪心(基础算法)--- 牛马耍杂技

耍杂技的牛

农民约翰的N头奶牛(编号为1…N)计划逃跑并加入马戏团,为此它们决定练习表演杂技。

奶牛们不是非常有创意,只提出了一个杂技表演:

叠罗汉,表演时,奶牛们站在彼此的身上,形成一个高高的垂直堆叠。

奶牛们正在试图找到自己在这个堆叠中应该所处的位置顺序。

这N头奶牛中的每一头都有着自己的重量Wi以及自己的强壮程度Si。

一头牛只撑不住的可能性取决于它头上所有牛的总重量(不包括它自己)减去它的身体强壮程度的值,现在称该数值为风险值,风险值越大,这只牛撑不住的可能性越高。

您的任务是确定奶牛的排序,使得所有奶牛的风险值中的最大值尽可能的小。

输入格式 第一行输入整数N,表示奶牛数量。

接下来N行,每行输入两个整数,表示牛的重量和强壮程度,第i行表示第i头牛的重量Wi以及它的强壮程度Si。

输出格式 输出一个整数,表示最大风险值的最小可能值。

数据范围

1≤N≤50000, 1≤Wi≤10,000, 1≤Si≤1,000,000,000

输入样例:

3 10 3 2 5 3 3

输出样例:

2

思路

(贪心)O(nlogn)

与国王游戏的贪心策略相似, 我们先分析

每头牛的危险值 = 他前面牛的w(重量值)之和 - 自身的s(强壮值)

要使每头牛的危险值最小,根据贪心思想:

  • 自身w值越大应该放到底部(即减小上述式中的被减数)
  • 自身s值越大应该放到底部(即增大上述式中的减数)

所以先 假设出一种贪心做法 每头牛的(w + s)值越大应该排在后面,即升序排序(题见多了可能就会有这种题感)。

接下来进行图解证明

image-20240304111758157

交换前后其他牛的危险值不变

  • i之前的牛并不涉及牛i与i+1的重量值,
  • i+1之后的牛只涉及到牛i与i+1重量值的和,

所以分析交换前后最大的危险值即可。

image-20240304112626399

我们只需要找到 :交换前这俩牛马的危险值的最大值 < 交换后该牛马的危险值的最大值的条件 ,只要证明在该条件下这四个值的最大值如果是交换后的即可。

现在我们来比较一下

  • Wa -S(i + 1)< Wa + W(i)- S(i+1)
  • Wa +W(i+ 1) - S(i) > Wa - S(i)

排除俩个,再比较 Wa +W(i+ 1) - S(i) 和Wa + W(i)- S(i+1)

也就是比较W(i) - S(i + 1)(交换前 ) 和W(i + 1) - S(i)(交换后)

如果交换前危险值 > 交换后危险值

W(i) - S(i + 1)(交换前 ) > W(i + 1) - S(i)(交换后)

也就是 W(i) + S(i) > W(i + 1) + S (i + 1)

如果交换前危险值 < 交换后危险值

W(i) - S(i + 1)(交换前 ) < W(i + 1) - S(i)(交换后)

也就是 W(i) + S(i) < W(i + 1) + S (i + 1)

所以得到做法: 按每头牛的 w + s 进行排序,

当存在逆序时就进行交换(即升序排序),

import java.util.*;
​
public class Main {public static void main(String[] args) {Scanner sc = new Scanner(System.in);int n = sc.nextInt();Pair[] pairs = new Pair[n];for(int i = 0; i < n; i ++) {int w = sc.nextInt();int s = sc.nextInt();pairs[i] = new Pair(w, s);}Arrays.sort(pairs, 0, n);int max = Integer.MIN_VALUE;int w = 0;for(int i = 0; i < n; i ++) {int x = w - pairs[i].v;if(x > max) max = x;w += pairs[i].w;            }System.out.println(max);}
}
​
​
class Pair implements Comparable<Pair>{
​int w;int v;public Pair(int w, int v) {this.w = w;this.v = v;}public int compareTo(Pair o){return Integer.compare(w + v, o.w + o.v);}}
​

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